Java编程入门（2.2）：变量和基本类型

变量和基本类型

名字是编程的基础。在程序中，名字被用来指代许多不同种类的东西。若要使用这些东西，程序员必须理解命名规则，正确使用这些名字的规则。总而言之，程序员必须了解语法和名字的语义。

根据 Java 的语法规则，最基本的名字是标识符。标识符可以用于命名类、 变量和方法。标识符是一个或多个字符序列。它必须以字母或下划线开头，必须完全由字母、 数字和下划线组成。(“下划线”指的是字符’_'。)例如，这里是一些正确的标识符：N n rate x15 quite_a_long_name HelloWorld

标识符中不允许有空格 ；HelloWorld 是合法的标识符，但是”Hello World”不是。相同字母大小写是不同的意义，所以 HelloWorld、 helloworld、 HELLOWORLD 和 hElloWorLD 都是不同的名字。某些词语在 Java 中作为保留字，具有特殊用途，不能用作标识符。这些词语包括：class、 public、 static、 if、 else、 while 和其它几十个词。（记住保留字不是标识符，所以它们不能作为名字使用。）

Java 对于什么才算作字母或数字实际上相当自由的。Java 使用 Unicode 字符集，其中包括成千上万个字符，这些字符来自许多不同的语言和不同的字母表，许多字符被当作字母或数字。然而，实际输入的还是依赖于常规的英文键盘。

命名的语用学包括

指导如何选择事物名字的风格。例如，为类（Class）命名习惯以大写字母开头，而变量和方法名以小写字母开头；在你自己的程序中按照这样的约定命名，可以避免很多不必要的麻烦。尽管有些类型的变量名是以下划线开头的，但是大多数 Java 程序员在名字中不使用下划线。当一个名称由多个词语组成，像 HelloWorld 或 interestRate，大家习惯第一个单词以外的每个单词首字母大写；这被称为驼峰式大小写，因为在名字中的大写字母看起来像一个骆驼背上的驼峰。

最后我要指出的是，除了简单的标示符外，在 Java 中有一些复杂的东西，我们可以用几个简单的词语组成复合词来表示，并由句点分隔开。（复合名也是合格的名字。）你已经见过这样一个例子了： System.out.println。这里的想法是， Java 中的某些事物能包含其它东西。复合名是一种路径，可以表示一层或多层包含关系。System.out.println 表示“System” 包含“out”，“out”又包含“println”。

2.2.1 变量

程序能操作存储在内存中的数据。在机器语言中，数据只是存储数据的内存地址。像 Java 一样的高级语言，名字代替地址以指代数据。跟踪数据实际存储在内存中的位置是计算机的工作。程序员只需要记住名字。使用这种方式 ——一个名字指向内存中数据，这就叫一个变量。

变量实际上是相当微妙的。严格地说，一个变量不是数据本身，而是内存中保存数据的位置。应该把一个变量看成一个容器或盒子，里面存放稍后需要使用的数据。变量直接指向盒子，间接的指向盒子中的数据。既然盒子中的数据能够改变，那么在程序执行期间，变量能够在不同的时间指向不同的数据值，但是始终指向同一个盒子。对于初学程序员，这可能会有些困惑，因为在程序中，以不同方式使用变量时会有所不同，有时候它指向容器，但换其它方式使用时，它指的是容器中的数据。下面你会看到这两种情况的例子

（在这种方式中，变量就像标题，举个例子——“美国总统”。这个标题在不同的时候可能指不同的人，但是总是指同一个官职。如果我说“总统正在打篮球”，我的意思是奥巴马在打篮球。但是如果我说“希拉里想当总统”，我的意思是她想竞选那个官职，而不是她想变成奥巴马。）

在 Java 中，只有一种方式将数据导入到变量中，那就是将数据放到该变量名的盒子中，即赋值语句。赋值语句就像下面这样：

variable = expression;

表达式可以指向任何值，或计算值。当计算机执行程序的过程中进行一个赋值语句操作，它会对表达式求值并将结果赋给变量。看看下面一个简单的赋值语句 ：

rate = 0.07

此赋值语句中的变量是 rate，表达式的值是0.07。计算机执行此赋值语句就是将数值0.07放到变量 rate 中，不论 rate 之前存的是什么值都会被覆盖掉。现在，考虑下面更复杂的赋值语句，稍后可能会在同一个程序中出现：

interest = rate * principal;

“rate principal” 表达式的值被赋给了 interest 变量。在这个表达式中， 符号 是一个乘法算子，告诉计算机将 rate 和 principal 相乘。rate 和 principal 都是以自身含义所命名的变量，真正被乘的是存在变量中的值。当一个变量在表达式中使用，应该关注存在该变量中的值。 在这种情况下，变量似乎是指“盒子”中的数据，而不是“盒子”本身。当计算机执行这条赋值语句时，将 rate 的值乘以 principal 的值，然后将答案存放到 interest 指向的“盒子”中。当一个变量被用在赋值语句的左边，它指向该变量名的“盒子”。

（注意，顺便说一下，一条赋值语句是一个命令，在某个时间由计算机执行。这不是语句的全部（这句不太理智是什么意思）。例如，假设一个程序包含语句“rate = 0.07;”。如果“interest = rate * principal;”语句后来在程序中执行，我们能说 principal 乘以0.07么？当然不能！rate 的值可能同时被另外一个语句改变。虽然都是使用“=”符号，但赋值语句的含义和数学中的等式是完全不一样的。）

2.2.2 Types 类型

Java 中的变量被设计为仅保存一个特定类型的数据。它可以合法持有该类型的数据，其它类型则不行。如果你试图违反本规则，分配给一个变量错误类型的数据，编译器会认为这是一个语法错误。我们说Java是强类型语言，因为它强制执行此规则。

Java 中有8个内置的原始数据类型。这些类型为 byte、 short、int、long、float、double、char和 boolean。前四种类型保留整数（如17，-38477，0）。这四个整数类型由他们可以容纳的整数范围区分。浮点和双精度浮点类型可以保存实数（如3.6和-145.99）。其实，两个实数类型以范围和精度区分。char 类型的变量可以存放一个 Unicode 字符集中的字符。布尔类型的变量可以持有一个逻辑值 TRUE（真）或 FALSE（假）。

在计算机内存中的任何数据值，都必须以二进制数表示，即0和1的字符串。单个0或1被称为位（bit）。8个位的串被称为一个字节（byte）。内存中通常以字节为单位。毫不奇怪，byte 数据类型指的就是存储器的单个字节。byte 类型的变量可以存放一个8个位的字符串，它可以表示一个大于等于-128，小于等于127之间的整数。（该范围内总共有256个整数，8位能表示256，2个8次幂等不同的值。）其它的整数类型，

• short 对应两个字节（16bits）。short 类型变量的值的范围是-32768至21767。
• int 对应四个字节（32bits）。int 类型变量的值的范围是 -2147483648 至 2147483647。 -long 对应八个字节（64bits）。
• long类型变量的值的范围是-9223372036854775808 至 9223372036854775807。

不必记住这些数字，但是大致的范围你需要了解。通常情况下，表示整数使用int类型就足够了。

float 类型占用存储器中4个字节，使用标准编码的实数。float 类型最大值为10的38次方，精确到小数点后7位。（32.3989231134和32.3989234399两者都可以存储在float类型中，不过要四舍五入至32.398923。） double类型占用8个字节，可以达到10的308次方，精确到小数点后15位。通常，你应该使用double类型来保存实际的值。

char 类型的变量在储存器中占2个字节。字符型变量的值可以是单个字符，如 A、*、x、或者一个空格。也可以是一个特殊的字符，如制表符（tab）或回车或来自不同语言的 Unicode 字符之一。char 类型的值和整数值是密切相关的，实际上一个字符是以一个16位的整数编号存储的。 事实上，在某些情况下 Java 中的字符被当成整数来使用。

要记住原始类型的值是有位数限制的。所以，一个 int 类型不能是任意整数，它只能是限定范围内的整数。同样，float 和 double 只能取一定范围内的值。它们不是数学意义上的真实数。例如，数学常数 π 只能使用 float 或 double 类型取近似值， 因为 π 有无限个小数位。类似的1/3也只能用 float 和 double 来近似的表示。

2.2.3 字面值

数据值以比特位（bit）序列存储在计算机中。在计算机内存中看起来不像是有任何价值的东西。在你写的程序中，你需要一种方法来包含一个常量值。程序中，你需要的常量值为文字。文字就是你在程序中输入的值。它只是一种常量的名称。

例如，在程序中输入一个 char 类型的值，你必须用一对单引号包括它，比如 ‘A’、’ ‘、’x'。字符和引号共同组成了一个 char 类型的值。没有引号的话，A 就成了一个标识符， 也会被看作是一个乘号。引号不是值的一部分，也不会存在变量当中。只是命名一个特定的字符常量的约定。如果你想将字符 A 存储在 char 类型变量 ch 中，可以用赋值语句这样做

ch = 'A';

某些字符串中包含特殊字符时就必须使用“转义字符”，反斜杠“”。特别是像这样的，tab 表示 ‘t’，回车是 ‘r’，换行是 ‘n’，单引号是 ”，反斜杠就是它本身 ”。请注意，即使在 ‘t’ 引号内输入两个字符，这个值还是表示一个 tab 。

数值可能比你想象的要复杂。当然也有很简单的，像 317 和 17.42 这样的。但是在 Java 程序中也有其它的数值需要表示的。首先，实数可以用指数的形式表示，如 1.3e12 或 12.3737e-108。“e12” 和 “e-108” 表示 10 的幂，所以 1.3e12 表示 1.3 倍 10 的 12 次幂，12.3737e-108 表示 12.3737 倍 10 的 -108 次幂。这种格式可以用来表示非常大和非常小的数。任何包含小数点或者指数的数字值是 double 类型的。为了区分 float 类型的值，你必须要在数字值的后面追加一个“F”或“f”。例如，“1.2F”表示这是一个 float 类型的值。（因为 Java 规则就是这样规定的，你不能将一个 double 类型的值赋给一个 float 类型的变量，所以可能你会犯一个比较搞笑的错误，如果你写了一个这样的语句“x = 1.2；”，x 是 float 类型的，其实这是错误的。你必须这样写“x = 1.2f；”。这就是为什么我坚持推荐使用 double 类型来保存实数的原因了。）

即使是整型值，也有比较复杂的。普通的整数，如 177777 和 -32 可以是 byte 、 short 或 int 类型的值，这取决于它们的大小。你可以加上后缀“L”来声明一个 Long 类型的值。例如：17L 或 728476874368L。另一个复杂的问题是 Java 支持二进制、八进制、十六进制值。我不想详细的讲解有关进制数的东西，但万一在其它人的程序中碰到了进制数，你应该了解一些相关的知识。八进制数字只有 0 到 7。在 Java 中，以 0 开头的数字值被解释为八进制数;例如，八进制值 045 代表 37，不是数字 45 。八进制数很少使用，但必须要注意那些以0开头的数值。十六进制数字使用 16 位数字，数字 0 到 9 和字母 A、 B、 C、 D、 E 和 F。这种情况下，字母大小写是不敏感的。字母表示 10 到 15 的数字。在 Java 中，十六进制字符串以 0x 或 0X 开头，如 0×45 或 0xFF7A。最后，二进制数以 0b 或 0B 开头， 只能包含数字 0 和 1，例如: 0b10110。

最后一个麻烦， Java 7 的数值文本可以包含下划线 (“_”)，可以用于分隔数字进行分组。例如，70 亿可以写成 7_000_000_000，这比 7000000000 好理解多了。没有关于多少位数必须分组的规则。下划线对于长二进制数也特别有用。例如，0b1010_1100_1011。

十六进制数字也可以用来表示任意的 Unicode 字符。一个 Unicode 字符可以由 u 跟着四个十六进制数字组成。例如， ‘u00E9′ 表示是带重音符的”e” Unicode 字符。

对于布尔（boolean）类型，只有两个值： true 和 false。直接输入这些词，不带引号，就像现在输入的那样，不过它们代表的是值，不是变量。布尔值常发生在条件表达式中。例如,

rate > 0.05

如果 rate 的值大于 0.05 那么表达式的结果为真（true），如果 rate 的值小于 0.05 那么结果为假（false）。你会看到第 3 章中，布尔值的表达式在控制结构中广泛使用。当然，布尔值也可以被赋值给布尔（boolean）类型的变量。例如， test 是一个布尔类型变量，下面的赋值语句都是正确的：

test = true; test = rate > 0.05;

2.2.4 字符串和字符串文字

除了原始类型 Java 还有其它类型，但所有其它类型都是对象，而不是“原始”数据值。大多数情况下，我们不关心临时对象。然而有一个预定义的对象类型是非常重要的！ String 类型。 （String 是一种类型，但不是原始类型; 事实上是类的名称，下一节我们会着重说说 String 类型。）

String类型的值是一个字符序列。你已经看到了一个字符串：“Hello World！”。双引号里面的就是了，它们在程序中输入。然而，它们并不是真正的字符串值，其中包括刚刚引号之间的一部分。一个字符串，可以包含任意数目的字符，甚至是零。没有

内容的字符串被称为空字符串，由“”表示，一对双引号之间没有任何内容。记住单引号和双引号的区别

！

单引号用于字符而双引号用于字符串！那就是字符串 “A” 和字符 ‘A’ 之间的巨大差异。

在字符串文本中，可以使用反斜杠符号表示特殊字符。在这里，双引号本身就是一个特殊字符。例如，若要表示的字符串值 I said, “Are you listening!” 而且以换行结尾，那就必须键入字符串：”I said, “Are you listening!”n” 你也可以使用 t、r

和 u00E9 这样的 Unicode 序列来表示字符串中的其它特殊字符。

2.2.5 程序中的变量

程序中变量第一次使用才需要声明。变量声明语句用来声明一个或多个变量，并给它们起名字。当计算机执行变量声明时，它一边给该变量分配内存，并将内存与该变量名称关联起来。简单的变量声明形式:

type-name variable-name-or-names; 类型名称 变量名或名称；

variable-name-or-names （变量名或名称）可以是单个变量名或以逗号分隔的变量名的列表。（稍后我们会看到比这更复杂一些的变量声明语句。）良好的编程风格是在声明语句中只写一个变量，除非变量之间有某种关系。例如：

int numberOfStudents; String name; double x, y;         boolean isFinished; char firstInitial, middleInitial, lastInitial;

在每个变量声明后说明在程序中的目的，或者提供一些其它信息给后面有可能需要阅读这些代码的人，这也是良好的编程风格。例如：

double principal;    // Amount of money invested. double interestRate; // Rate as a decimal, not percentage.

在本章中，我们只在程序的 main() 方法中声明变量。方法内声明的变量称为该方法的局部变量。它们只存在方法中，当它在运行时，外部无法访问。 变量声明可以在方法中的任何地方，不过要在使用之前声明。有些人喜欢在方法的开头声明所有变量。有些人就在需要的时候才声明。我的建议：将所有重要的变量在开头声明，并使用注释，说明每个变量的目的。对于程序整体逻辑来说不重要的“临时变量 ”，推荐在第一次使用的地方声明它们。下面是一个简单的程序示例，使用了一些变量和赋值语句：

/**  * This class implements a simple program that  * will compute the amount of interest that is  * earned on $17,000 invested at an interest  * rate of 0.027 for one year.  The interest and  * the value of the investment after one year are  * printed to standard output.  */ public class Interest {    public static void main(String[] args) {  /* Declare the variables. */  double principal;     // The value of the investment.  double rate;    // The annual interest rate.  double interest;      // Interest earned in one year.  /* Do the computations. */  principal = 17000;  rate = 0.027;  interest = principal * rate;   // Compute the interest.  principal = principal + interest;        // Compute value of investment after one year, with interest.        // (Note: The new value replaces the old value of principal.)  /* Output the results. */  System.out.print("The interest earned is $");  System.out.println(interest);  System.out.print("The value of the investment after one year is $");  System.out.println(principal);    } // end of main() } // end of class Interest 

这个程序调用了几个方法向程序的用户显示信息。使用了两个不同的方法：System.out.print 和 System.out.println。之间的区别是 System.out.println 在显示的信息后面增加了换行，而 System.out.print 则没有。因此在同一行显示字符串是调用 System.out.print 语句， interest 的值是由 “System.out.println(interest);” 这一句显示的。需要注意的是由 System.out.print 或 System.out.println 显示的值是由方法名后的括号中提供的。这个值被称为方法的参数。参数提供方法执行其任务所需的信息。在调用方法时，所有参数都列在方法名后括号内。如果在一个方法没有参数，方法名后面必须跟一对空括号。

这本书上所有的示例程序在 http://math.hws.edu/javanotes/source 上都能找到源代码。在该网站的下载文档中也有，在 source 文件夹中。例如， Interest 程序的源代码，可以在 source 文件夹 chapter2 子文件夹中找到 Interest.java 文件。

原文链接： math.hws.edu 翻译：ImportNew.com -光光头去打酱油